Le navire de forage scientifique en haute mer Chikyu, qui a effectué en 2018 le forage le plus profond d'une faille sismique de zone de subduction. Crédit :Satoshi Kaya/FlickR
Les scientifiques qui ont foré plus profondément que jamais dans une faille sismique sous-marine ont découvert que la tension tectonique dans la zone de subduction de Nankai au Japon est moindre que prévu, selon une étude de chercheurs de l'Université du Texas à Austin et de l'Université de Washington.
Les résultats, publiés dans la revue Geology , sont un casse-tête car la faille produit un grand tremblement de terre presque tous les siècles et on pensait qu'elle en construisait un autre grand.
"C'est le cœur de la zone de subduction, juste au-dessus de l'endroit où la faille est verrouillée, où l'on s'attendait à ce que le système stocke de l'énergie entre les tremblements de terre", a déclaré Demian Saffer, directeur de l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG) qui a codirigé la mission de recherche et scientifique qui a foré la faille. "Cela change notre façon de penser au stress dans ces systèmes."
Bien que la faille de Nankai soit bloquée depuis des décennies, l'étude montre qu'elle ne montre pas encore de signes majeurs de stress tectonique refoulé. Selon Saffer, cela ne modifie pas les perspectives à long terme de la faille, qui s'est rompue pour la dernière fois en 1946 - lorsqu'elle a provoqué un tsunami qui a tué des milliers de personnes - et devrait le faire à nouveau au cours des 50 prochaines années.
Au lieu de cela, les résultats aideront les scientifiques à se concentrer sur le lien entre les forces tectoniques et le cycle des tremblements de terre et pourraient conduire à de meilleures prévisions de tremblements de terre, à la fois à Nankai et dans d'autres failles de mégathrust telles que Cascadia dans le nord-ouest du Pacifique.
Harold Tobin de l'Université de Washington inspecte les colonnes montantes de forage. Les chercheurs ont utilisé un équipement similaire lors d'une tentative record de forage de la faille Nankai au Japon en 2018, co-dirigée par l'Institut de géophysique de l'Université du Texas. Crédit :Harold Tobin/Université de Washington
"Pour le moment, nous n'avons aucun moyen de savoir si le plus gros pour Cascadia - un tremblement de terre et un tsunami de magnitude 9 - se produira cet après-midi ou dans 200 ans", a déclaré Harold Tobin, chercheur à l'Université de Washington qui est le premier auteur de l'article. "Mais j'ai un certain optimisme sur le fait qu'avec de plus en plus d'observations directes comme celle-ci, nous pouvons commencer à reconnaître quand quelque chose d'anormal se produit et que le risque de tremblement de terre est accru d'une manière qui pourrait aider les gens à se préparer."
Les failles de méga-poussée telles que Nankai et les tsunamis qu'elles génèrent sont parmi les plus puissants et les plus dommageables au monde, mais les scientifiques affirment qu'ils n'ont actuellement aucun moyen fiable de savoir quand et où le prochain grand frappera.
L'espoir est qu'en mesurant directement la force ressentie entre les plaques tectoniques qui se poussent l'une contre l'autre - le stress tectonique - les scientifiques peuvent savoir quand un grand tremblement de terre est prêt à se produire.
Cependant, la nature de la tectonique signifie que les grandes failles sismiques se trouvent dans les profondeurs de l'océan, à des kilomètres sous le fond marin, ce qui les rend incroyablement difficiles à mesurer directement. L'expédition de forage de Saffer et Tobin est la plus proche scientifique qui soit.
Demian Saffer, directeur de l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG), lors d'un forage océanique scientifique sur la faille sismique de Nankai au Japon. Crédit :Demian Saffer/Institut de géophysique de l'Université du Texas
Une colonne montante de forage à bord du navire de forage scientifique Chikyu. Des dizaines de colonnes montantes ont été reliées entre elles pour pénétrer plus profondément dans une faille sismique que jamais auparavant. Led by researchers at the University of Texas Institute for Geophysics and University of Washington, the scientific mission revealed that tectonic stress in Japan's Nankai subduction zone was lower than expected. Credit:Demian Saffer/University of Texas Institute for Geophysics
Their record-breaking attempt took place in 2018 aboard a Japanese scientific drilling ship, the Chikyu, which drilled two miles into the tectonic plate before the borehole got too unstable to continue, a mile short of the fault.
Nevertheless, the researchers gathered invaluable data about subsurface conditions near the fault, including stress. To do that, they measured how much the borehole changed shape as the Earth squeezed it from the sides, then pumped water to see what it took to force its walls back out. That told them the direction and strength of horizontal stress felt by the plate pushing on the fault.
Contrary to predictions, the horizontal stress expected to have built since the most recent great earthquake was close to zero, as if it had already released its pent-up energy.
The researchers suggested several explanations:It could be that the fault simply needs less pent-up energy than thought to slip in a big earthquake, or that the stresses are lurking nearer to the fault than the drilling reached. Or it could be that the tectonic push will come suddenly in the coming years. Either way, the researchers said the drilling showed the need for further investigation and long-term monitoring of the fault. Can magnitude 4 earthquake rates be used to forecast large earthquake events?
